EP2877445A1 - Diamides d'acides gras comprenant des hydroxyacides steariques comme organogelateurs - Google Patents
Diamides d'acides gras comprenant des hydroxyacides steariques comme organogelateursInfo
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- EP2877445A1 EP2877445A1 EP13756595.8A EP13756595A EP2877445A1 EP 2877445 A1 EP2877445 A1 EP 2877445A1 EP 13756595 A EP13756595 A EP 13756595A EP 2877445 A1 EP2877445 A1 EP 2877445A1
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Definitions
- the invention firstly relates to a fatty acid diamide comprising in its structure specific hydroxy carboxylic acids and the use of this product as organogelling agent or rheology agent, also called rheology additive, in particular in coating compositions, glues or adhesives, molding, sealants or sealants or cosmetics.
- the amides of fatty acids and in particular the diamides based on hydroxy-12-stearic acid are already known as organogelling agents, that is to say, small organic molecules capable of gelling all kinds of organic solvents even at low temperatures.
- organogelling agents that is to say, small organic molecules capable of gelling all kinds of organic solvents even at low temperatures.
- No. 4,128,436 discloses a rheology control agent which comprises a mixture in particulate form of hydrogenated castor oil with a polyamide oligomer based on hydroxystearic acid, saturated ⁇ - ⁇ primary diamines and ⁇ -d dicarboxylic acids. saturated or hydrogenated acid dimers.
- US 3 977 894 discloses a rheological additive for non-aqueous systems based on organically modified and self-activated montmorillonite clays in that said clays are in the homogeneous mixture with two solid waxes, one based on 12-HSA triglyceride and the other based on an amide based on a primary diamine and 12-HSA.
- US 2006/0047046 discloses the use of a thixotropic agent for anaerobic adhesive composition, which agent is based on a mineral agent modified with organic salts or based on an organic agent optionally combined with an unmodified mineral particulate agent or a modified by organic salts.
- organic agents are hydrogenated castor waxes or oils or 12-HSA triglycerides, optionally in the presence of a d 0 to C 24 fatty acid amide in order to improve the dispersibility of the triglycerides.
- FR 2,281,162 describes the solidification or gelation of nonpolar organic liquids such as hydrocarbons using as the solidifying agent or gelation esters, amides or amine salts of amino acids, all N-acylated.
- EP 2 098 502 discloses C 3 -C 2 3 alkyl amide compounds or diamines comprising a C 5 -C 8 ring structure, the latter being obtained from a a diamine or a diacid or an amino acid with a C 5 -C 8 ring structure and at least two identical or different monoamides or two monoamines or a monoacid and a monoamine in the case of an amino acid , of identical or different length, monoamines or monoacids being C 3 to C 2 O-one of the many monoacids mentioned is 12-HSA.
- These alkyl amides or diamides are recommended for use in ink jet printers with the effect of improvements in homogeneity viscosity and cost.
- VA Mallia et al describe in "Langmuir 2009, 25 (15) 8615-8625" nitrogen derivatives as amides or amines, 12-HSA and stearic acid and compare their organogelling properties in various solvents.
- 12-hydroxy-stearic acid also noted 12HSA or 12-HSA for the rest, is therefore commonly used as a raw material for the preparation of fatty amides.
- this hydroxy carboxylic acid is derived from a die whose sole source is castor oil. Due to the rapid development of some applications largely using castor oil directly or in the form of its derivatives, its consumption has increased considerably generating problems of availability and tension on the prices of these raw materials from the castor oil sector. like the 12-HSA. There is therefore a growing need to find an alternative solution to 12-HSA by looking for new raw materials from a non-renewable castor oil-independent sector (or biobased).
- the present invention relates to novel fatty diamides having a reduced and preferably zero level of 12-hydroxystearic acid (12-HSA), which is obtained from ricinoleic oil as a starting material and commonly used as a component of fatty diamides. This is achieved by partially replacing it, in particular at least 20% and preferably totally, that is to say 100%, with other saturated fatty acid hydroxy acids of source different from that of castor oil, this source can be that of oleic oil.
- the hydroxylation of oleic acid provides access to 9-hydroxy acids (also known as 9-hydroxy) and hydroxy-10 (also noted as 10-hydroxy) stearic acids respectively denoted 9-HSA and 10-HSA.
- This replacement is aimed so as to have organogelling agent performance in organic solvent medium, quite satisfactory in terms of thixotropic power, particularly for weight ratios of less than 5%, more particularly less than 1% by weight in the intended application and may in some cases be at least as good as those of organogilators of the state of the art, in particular exclusively based on 12-HSA. Partial or total replacement must therefore not affect the rheological performance of the diamide products thus obtained while respecting a sustainable environment with raw materials of renewable origin.
- the first object of the present invention is generally to provide a fatty acid diamide in which the 12-HSA acid is partially and more particularly, and preferably completely, replaced by another saturated fatty acid carboxylic acid.
- stearic acid having a hydroxy group in position 9 or 10, of renewable origin and their respective mixtures.
- Another subject of the invention is an additive, in particular of rheology, comprising a diamide of the invention, said additive existing or used in the form of preactivated paste and preconcentrated in a plasticizer or polar organic solvent.
- the invention also relates to an organogelator and more particularly to a rheology agent comprising said diamide and the use of said diamide as such.
- the invention covers an organic binder composition comprising as rheology agent at least one diamide according to the present invention.
- the first object of the invention is a fatty acid diamide which comprises at least one reaction product of a mixture comprising or consisting of:
- an aromatic diamine preferably C 6 to C 2, more preferably xylylene diamine and / or phenylene diamine,
- c) optionally, at least one monoacid, selected from linear carboxylic acids saturated and nonhydroxylated C 6 to C 8 , preferably from C 6 to C 5 , more preferably C 6 to d 2 d) optionally, at least one second diamine different from a) and selected from linear aliphatic amines C 2 to C 12 , preferably C 2 to C 8 and more preferably C 2 to C 6 .
- said 12-hydroxystearic acid (12-HSA) is present and the level of the other hydroxy stearic acids, that is to say 9-hydroxystearic acid and / or hydroxy-stearic acid ranges from 10 to 99%, preferably from 20 to 99%, more preferably from 30 to 99% by weight of component b).
- said component b) is a mixture of 9-hydroxystearic acid and / or 10-hydroxystearic acid and 12-hydroxystearic acid, with a molar ratio of 9. -HSA and / or 10-HSA on 12-HSA ranging from 10/90 to 99/1, more preferably from 20/80 to 99/1 and more particularly from 30/70 to 99/1.
- the 12-hydroxystearic acid is absent and it is completely replaced, that is to say 100%, by 9-hydroxystearic acid and / or the acid. 10-hydroxystearic acid.
- the replacement of 12-HSA, whether partial or total, is preferably carried out with a mixture of 9-HSA and 10-HSA, as obtained without particular separation from oleic acid after hydroxylation of 12-HSA.
- said diamide carries 2 amide functions based on the same hydroxy acid b) or on the basis of two different hydroxy acids b).
- said monoacid c) is present at a level such that the molar ratio of said hydroxy acid b) on said monoacid c) is 1/2 to 4/1.
- said diamide of the invention has an amide function based on a hydroxy acid b) and another function based on said mono acid c), which means that the molar ratio b / c is 1/1.
- the amine / acid mole ratio can vary from 0.9 to 1.1, and preferably corresponds to the stoichiometric ratio of 1/1.
- said diamide according to the invention comprises at least 2, preferably at least 3 different reaction products, as defined above.
- said diamide may be a binary or ternary, quaternary or more mixture of different reaction products as described above.
- said diamide of the invention may comprise a mixture of products comprising products of the following formulas: b1 -a1 -d
- Suitable linear aliphatic diamines and preferred for the diamine component a) of said diamide include: ethylene diamine, propylene diamine, butylene (or tetramethylene) diamine, pentamethylene diamine, hexamethylenediamine and preferably ethylene diamine or hexamethylenediamine.
- cycloaliphatic diamines which are always suitable according to component a)
- the preferred cycloaliphatic diamines are: diamine-1,3, -1,
- suitable aromatic diamines as component a) of said diamide, mention may be made of: m-, p-, o-xylylenediamine, in particular m- and p-, m-, p-, o phenylene diamine, in particular m- and p-xylylenediamine.
- monoacids c mention may be made of: hexanoic, heptanoic, octanoic, nonanoic, decanoic, undecanoic or dodecanoic (or lauric) or stearic acid.
- hexanoic, octanoic, nonanoic, decanoic are preferred: hexanoic, octanoic, nonanoic, decanoic.
- the hydroxy acids b) that can replace 12-hydroxystearic acid as already mentioned above are: 9-hydroxy acid and / or 10-hydroxy stearic acid, the latter two being able to be especially in the form of a mixture after hydroxylation of the oleic acid, which carries ethylenic unsaturation at the 9-position, which unsaturation is saturated by hydroxylation.
- Said diamide according to the invention is preferably used in the form of a micronized powder and more preferably having a volume average size of less than 50 ⁇ , more preferably less than 25 ⁇ . More particularly, concerning the distribution, 90% of particles have a size less than 20 ⁇ . Said size can be determined by laser diffraction.
- the second subject of the invention relates to an additive, in particular a rheology additive, which comprises at least one diamide (that is to say one or more) as defined according to the invention above and which exists and is used in the form of preactivated paste and preconcentrated in an organic solvent, preferably polar and more particularly said additive consists of one or more diamides as defined above according to the invention and an organic solvent, preferably polar, more preferably with a content by weight of said diamide (s) ranging from 15 to 45%.
- a rheology additive which comprises at least one diamide (that is to say one or more) as defined according to the invention above and which exists and is used in the form of preactivated paste and preconcentrated in an organic solvent, preferably polar and more particularly said additive consists of one or more diamides as defined above according to the invention and an organic solvent, preferably polar, more preferably with a content by weight of said diamide (s) ranging from 15 to 45%.
- Another subject of the invention relates to the use of the diamide of the invention as an organogelator in an organic solvent, preferably a polar organic solvent for obtaining an organogel, preferably as an agent or additive. rheology and more preferably in a preconcentrated composition in an organic solvent, preferably polar organic solvent, in the form of preactivated paste.
- polar organic solvent includes in its definition or is to be interpreted as meaning "at least one polar organic solvent” or "a mixture of organic solvents comprising at least one polar organic solvent”.
- the polar organic solvent is a solvent comprising at least one polar group, for example an alcohol or ester group.
- a polar organic solvent according to the first interpretation option mention may be made of an alcohol such as ethanol or butanol or their mixture and according to the second interpretation option (mixture of organic solvents comprising at least one polar organic solvent ) a mixture of such an alcohol (ethanol or butanol) with a non-polar solvent such as xylene.
- said use is in coating compositions, in particular paints, varnishes, inks, gel coats or in compositions for glues or adhesives, for molding, for sealants or for sealing agents or for a stripping agent or cosmetic.
- an organogelator preferably an agent or additive of rheology, which comprises at least one diamide as defined above according to the invention. More particularly, said organogelator is an agent or additive of rheology, in particular thixotropic, in a composition preconcentrated in an organic solvent, preferably polar in the form of preactivated paste.
- the preparation of such pre-activated preconcentrated pastes can be done according to the description and examples of WO 2008/0153924 by replacing the plasticizer described by an organic solvent, preferably polar organic solvent as defined above.
- the invention covers an organic binder composition, which comprises as rheology agent at least one diamide as defined according to the present invention. More particularly, said organic binder is a binder for coating compositions among paints, varnishes, inks, gel coats or a binder for adhesive or adhesive compositions or a binder for sealant or sealant compositions or cleaning agent or for molding compositions or finally for cosmetic compositions.
- said organic binder is a binder for coating compositions among paints, varnishes, inks, gel coats or a binder for adhesive or adhesive compositions or a binder for sealant or sealant compositions or cleaning agent or for molding compositions or finally for cosmetic compositions.
- said binder is selected from epoxy resins, vinyl esters, unsaturated and saturated polyesters, alkyds, silane resins, polyurethanes, polyesteramides, solvent-borne acrylic resins with nonreactive solvent, multifunctional acrylate monomers and / or oligomers (MFA) or acrylic resins with reactive diluent or chlorinated or non-chlorinated elastomers or other chlorinated polymers.
- epoxy resins vinyl esters, unsaturated and saturated polyesters, alkyds, silane resins, polyurethanes, polyesteramides, solvent-borne acrylic resins with nonreactive solvent, multifunctional acrylate monomers and / or oligomers (MFA) or acrylic resins with reactive diluent or chlorinated or non-chlorinated elastomers or other chlorinated polymers.
- the molding compositions are more particularly molding compositions for composites, in particular reinforced with reinforcing fibers, such as glass or carbon fiber or aramid fibers or for molded parts, SMC or BMC type or laminated, hull types. composite boats or panels or castings, with application of the composition by spraying, brushing or rolling.
- reinforcing fibers such as glass or carbon fiber or aramid fibers or for molded parts, SMC or BMC type or laminated, hull types.
- composite boats or panels or castings with application of the composition by spraying, brushing or rolling.
- compositions of mastics glues, adhesives, coatings, such as paints, varnishes, gel coats, inks or molding compositions or sealants or sealant or cleaning agent or cosmetic.
- said diamide For use as an organogelling additive and more particularly thixotropic in an application composition such as coating such as paint, varnish, gel coat, ink or a composition of glue or adhesive or in a composition of sealant or stripping agent or putties or a molding or cosmetic composition, said diamide needs to be activated to have its thixotropic character. According to a first preferred option, this can be done independently of the final application composition, in a preconcentrated composition of said diamide in a solvent.
- organic, preferably polar organic solvent which is preferably liquid at room temperature and adapted to the diamide and to the final application and pre-activated in the form of preactivated paste, as described in the description and in particular in the examples of WO 2008 / 0153924.
- this preactivated diamide composition is added to the final application composition without the need for activation, insofar as said diamide is added already preactivated with its "preactivated", "preconcentrated” dough composition and adapted for final application.
- the final user who is the formulator will not need to activate its formulation to the extent that said preactivated diamide thus added, confers this character from its mixing in said final composition of application, without the need for additional activation and thus allowing improved productivity (reduction of preparation time which thus becomes more practical and simple).
- the activation of said diamide can be carried out according to a second option, in situ in the final application composition but by the user. final.
- the diamide of the invention can therefore be pre-activated in the form of preactivated and preconcentrated paste.
- this type of additive provides the final composition with excellent application properties which are characterized by a high viscosity at rest, good stability of this storage viscosity, good anti-settling, ease of application and extrusion according to the application and good resistance to sag when applied.
- a fatty acid diamide of the invention may be obtained by condensation between at least one primary diamine according to a), a saturated fatty hydroxy carboxylic acid according to b) and optionally in the presence of a monocarboxylic acid according to c), optionally in presence of a second primary diamine according to d).
- the reaction product may optionally be diluted in hydrogenated castor oil or optionally in hydroxylated oleic oil and, in this case, at a level ranging from 10 to 100% by weight per relative to the total diamide + oil (eg hydrogenated castor) and preferably at a level ranging from 20 to 100% by weight.
- Hydrogenated castor oil can be used to adjust the affinity of the final mixture (diamide + hydrogenated castor oil) relative to the composition of the final formulation in application.
- the addition is carried out at a temperature between 140 and 220 ° C. At the end of the addition, a solid mass is obtained which is ground into powder form.
- Said fatty acid diamide can therefore be used in the form of preactivated powder or paste as described above.
- the formulations are evaluated with two tests: the flow resistance test and an evaluation of the viscosity at different speeds.
- Coulter controller Levelling / Sagging Tester from Sheen Instruments ® ) to establish the resistance of a coating to gravity runoff. Made of stainless steel and equipped with a straight blade, this controller has notches of increasing value.
- the test consists in depositing different parallel strips of paint of different thicknesses on a contrast band thanks to the coulure controller.
- the contrast card is immediately placed in a vertical position, the thinnest film at the top.
- the thickness at which the bands meet indicates the tendency to sag.
- the preparation is based on the hydroxylation of the double bond of a fatty acid (transposed here to oleic acid) as described in "Addition of Formic Acid to Oleifinic Coumbounds" by HB Knights, R. E. Koos and Daniel Swern, May 2, 1953. Other methods can be used to access 9- and 10-HSA monohydroxy fatty acids.
- the resulting compound (102 grams) is then hydrolysed with 6N sodium hydroxide solution (100 grams). Finally, the product is neutralized by slow addition of fuming hydrochloric acid (64 grams) in 66 grams of water.
- the purification is carried out by solubilization of the reaction medium in toluene and by three successive washes with a 1% NaCl solution.
- the toluene is then evaporated and the product is recrystallized from hexane. 27 grams of a mixture of monohydroxy fatty acids 9- and -10 HSA are thus obtained.
- the mixture is heated to 200 ° C. under a stream of nitrogen. Eliminated water begins to accumulate in the Dean Stark at 150 ° C.
- the reaction is controlled by the acid and amine number. When the acid and amine values are less than 10 mg KOH / g, the reaction mixture is cooled to 150 ° C and then discharged into a silicone mold. Once cooled to room temperature, the product is mechanically micronised by grinding and sieving to obtain a fine and controlled particle size with average size obtained of 7 ⁇ .
- Example A-Comparative previously ground (average volume size of 10 ⁇ ) and 80 g of xylene are loaded into a can at room temperature.
- Dispermat ® CV type disperser equipped with a 4 cm diameter paddle, the two products are mixed at a speed of 2000 rpm for 30 minutes at a temperature not exceeding 20 ° C. regulation of the temperature by circulation of cold water.
- Example B according to the invention is, after the activation and cooling step, in the form of a paste allowing a wooden spatula to remain vertical in the dough.
- This result illustrates perfectly the ability of the diamide of Example B according to the invention to be an organogelling agent.
- a “millbase” formulation is prepared with the proportions of Table 3 as follows:
- the formulation is again dispersed at 3000 rpm using a 4 cm pale.
- the diamides C or D are introduced into the millbase at a given activation temperature (ranging from 40 ° C. to 70 ° C.) for 20 minutes at 3000 rpm.
- the paints are adjusted with a xylene / butanol mixture (1/1) at 0.4 Pa.s (measured on cone 4 at 25 ° C. to 2500 sec -1 using Brookfield ® CAP 1000).
- the proportions between the hardener and the solvent mixture are defined in Table 4.
- the paint is mixed at 1500 rpm for 2 minutes, then left for 30 minutes.
- Example 4 40 ° C D 2000 1 120 920 660 596
- Example 4 50 ° C D 2400 1280 1020 700 630
- Example 4 70 ° CD 1 1800 4000 2640 1 196 922 V - Evaluation of the Rheological Performance of Diamides E (Comparative) and F (According to the Invention) in a Paint Formulation
- Paint formulations used for evaluation preparation and activation and evaluation, as described for amides C and D in item IV) with the same formulations used and tested except with activation at 60 ° C only.
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Abstract
L'invention concerne un diamide d'acide gras qui comprend au moins un diamide produit de réaction de: a) au moins une diamine sélectionnée parmi: une diamine aliphatique linéaire en C2 à C12 et/ou une diamine cycloaliphatique en C6 à C18 et/ou une diamine aromatique, b) au moins un hydroxyacide carboxylique gras saturé sélectionné parmi: l'acide hydroxy-9 stéarique et/ou l'acide hydroxy-10 stéarique en présence ou en l'absence d'acide hydroxy-12 stéarique, c) en option, au moins un monoacide sélectionné parmi les acides carboxyliques linéaires saturés et non hydroxylés en C6 à C18. L'invention couvre également l'utilisation de ce diamide en tant qu'agent organogélateur pour compositions de revêtement, de moulage, de mastics, de colles ou d'adhésifs ou d'agents d'étanchéité ou d'agent décapant ou de cosmétique.
Description
DIAMIDES D'ACIDES GRAS COMPRENANT DES HYDROXYACI DES STEARIQUES COMME ORGANOGELATEURS
L'invention concerne d'abord un diamide d'acide gras comprenant dans sa structure des hydroxyacides carboxyliques spécifiques et l'utilisation de ce produit comme organogélateur ou agent de rhéologie, appelé aussi additif de rhéologie, en particulier dans des compositions de revêtements, de colles ou d'adhésifs, de moulage, de mastics ou d'agents d'étanchéité ou de cosmétique.
Les amides d'acides gras et en particulier les diamides à base d'acide hydroxy-12- stéarique sont déjà connus comme agents organogélateurs, c'est-à-dire des petites molécules organiques capables de gélifier toutes sortes de solvants organiques même à des concentrations massiques relativement faibles (moins de 1 % en masse) ou comme additifs de rhéologie, c'est-à-dire permettant de modifier la rhéologie d'une formulation d'application. Ils permettent d'obtenir, par exemple, un effet thixotropique ou pseudoplastique.
US 4 128 436 décrit un agent de contrôle de rhéologie qui comprend un mélange sous forme particulaire d'huile de ricin hydrogéné avec un oligomère polyamide à base d'acide hydroxystéarique, de diamines primaires α-ω saturées et d'acides dicarboxyliques α-ω saturés ou de dimères d'acides hydrogénés.
US 3 977 894 décrit un additif rhéologique pour systèmes non aqueux à base d'argiles montmorillonites modifiées organiques et autoactivées par le fait que lesdites argiles sont dans le mélange homogène avec deux cires solides, l'une à base de triglycéride de 12-HSA et l'autre à base d'un amide à base d'une diamine primaire et de 12-HSA.
US 2006/0047046 décrit l'utilisation d'un agent thixotrope pour composition adhésive anaérobie, cet agent étant basé sur un agent minéral modifié par des sels organiques ou à base d'un agent organique éventuellement combiné avec un agent particulaire minéral non modifié ou un modifié par des sels organiques. Comme agents organiques, sont cités des cires ou des huiles de ricin hydrogénées ou des triglycérides de 12-HSA, éventuellement en présence d'un amide gras d'acide en d0 à C24 afin d'améliorer la dispersibilité des triglycérides.
FR 2 281 162 décrit la solidification ou gélification de liquides organiques non polaires tels que les hydrocarbures en utilisant comme agent de solidification ou de gélification des esters, des amides ou des sels d'amine d'aminoacides, tous N-acylés.
EP 2 098 502 décrit des composés alkyl amides en C3 à C2oo ou des diamides comprenant une structure cyclique en C5 à C8, ces dernières étant obtenues à partir d'une
diamine ou d'un diacide ou d'un aminoacide de structure cyclique en C5 à C8 et respectivement d'au moins deux monoacides ou deux monoamines identiques ou différents ou d'un monoacide et d'une monoamine dans le cas d'aminoacide, de longueur identique ou différente, monoamines ou monoacides étant en C3 à C2oo- Un parmi la liste des nombreux monoacides cités est le 12-HSA. Ces alkyls amides ou ces diamides sont préconisées pour l'utilisation dans les encres pour imprimantes à jet d'encre avec comme effet des améliorations en termes de viscosité d'homogénéité et de coût.
VA Mallia et al décrivent dans « Langmuir 2009, 25 (15) 8615-8625 » des dérivés azotés comme amides ou aminés, de 12-HSA et d'acide stéarique et comparent leurs propriétés d'organogélateur dans divers solvants.
L'acide hydroxy-12 stéarique noté aussi 12HSA ou 12-HSA pour la suite, est donc couramment utilisé comme matière première pour la préparation d'amides gras. Cependant, cet hydroxy acide carboxylique est issu d'une filière dont la source unique est l'huile de ricin. En raison du développement rapide de certaines applications utilisant largement l'huile de ricin directement ou sous forme de ses dérivés, sa consommation a considérablement augmenté générant des problèmes de disponibilité et de tension sur les prix de ces matières premières issues de la filière huile de ricin, comme le 12-HSA. Il y a donc un besoin croissant de trouver une solution alternative au 12-HSA en cherchant de nouvelles matières premières issues d'une filière indépendante de l'huile de ricin, qui soit à la fois abondante et également d'origine renouvelable (ou biosourcée), pouvant remplacer partiellement, en particulier au moins 10% et de préférence totalement, c'est-à- dire à 100%, le 12-HSA, tout en gardant des performances d'organogélateur ou rhéologiques très satisfaisantes pour diverses applications à des taux en poids inférieurs à 5%, en particulier ne dépassant pas 1 % pour une application revêtements.
Aucun des documents cités de l'état de l'art ne décrit ou ne suggère la solution d'un tel problème technique ni ne décrit ni ne suggère la solution de la présente invention.
La présente invention vise des nouveaux diamides gras ayant un taux réduit et de préférence nul, d'acide hydroxy-12 stéarique (12-HSA), lequel est obtenu à partir de l'huile ricinoléïque comme matière de départ et couramment utilisé comme composant de diamides gras. Ceci est réalisé en le remplaçant partiellement, en particulier au moins 20% et de préférence totalement, c'est-à-dire à 100%, par d'autres hydroxyacides carboxyliques gras saturés de source différente de celle de l'huile de ricin, cette source pouvant être celle de l'huile oléique. En effet, l'hydroxylation de l'acide oléique permet d'accéder aux acides hydroxy-9 (noté aussi 9-hydroxy) et hydroxy-10 (noté aussi 10- hydroxy) stéariques respectivement notés 9-HSA et 10-HSA. Ce remplacement est visé
de sorte à avoir des performances d'agent organogélateur en milieu solvant organique, tout à fait satisfaisantes en termes de pouvoir thixotrope, en particulier pour des taux en poids inférieurs à 5%, plus particulièrement inférieurs à 1 % en poids dans l'application visée et pouvant, dans certains cas, être au moins aussi bonnes que celles des organogélateurs de l'état de la technique, en particulier à base exclusive de 12-HSA. Le remplacement partiel ou total ne doit donc pas affecter les performances rhéologiques des produits diamides ainsi obtenus tout en respectant un environnement durable avec des matières premières d'origine renouvelable.
Dans ce but, le premier objet de la présente invention vise d'une manière générale un diamide d'acide gras dans lequel l'acide 12-HSA est remplacé partiellement et plus particulièrement et de préférence totalement par un autre acide carboxylique gras saturé à base d'acide stéarique ayant un groupement hydroxy en position 9 ou 10, d'origine renouvelable et leurs mélanges respectifs.
Un autre objet de l'invention est un additif, en particulier de rhéologie, comprenant un diamide de l'invention, ledit additif existant ou utilisé sous forme de pâte préactivée et préconcentrée dans un plastifiant ou solvant organique polaire.
L'invention concerne également un organogélateur et plus particulièrement un agent de rhéologie comprenant ledit diamide et l'utilisation dudit diamide comme tel.
Finalement, l'invention couvre une composition de liant organique comprenant en tant qu'agent de rhéologie au moins un diamide selon la présente invention.
Donc, le premier objet de l'invention est un diamide d'acide gras qui comprend au moins un produit de réaction d'un mélange comprenant ou consistant de :
a) au moins une diamine sélectionnée parmi :
■ une diamine aliphatique linéaire en C2 à Ci2, de préférence C2 à C8 et plus préférentiellement C2 à C6, et/ou
■ une diamine cycloaliphatique en C6 à Ci8, de préférence C6 à Ci2, et/ou
■ une diamine aromatique de préférence en C6 à Ci2, plus préférentiellement la xylylène diamine et/ou phénylène diamine,
b) au moins un hydroxyacide carboxylique gras saturé sélectionné parmi l'acide hydroxy-9 stéarique (9-HSA) et/ou l'acide hydroxy-10 stéarique (10-HSA) en présence ou en l'absence d'acide hydroxy-12 stéarique (12-HSA),
c) en option, au moins un monoacide, sélectionné parmi les acides carboxyliques linéaires saturés et non hydroxylés en C6 à Ci8, de préférence de C6 à Ci5, plus préférentiellement de C6 à d2
d) en option, au moins une deuxième diamine différente de a) et sélectionnée parmi les aminés aliphatiques linéaires en C2 à Ci2, de préférence C2 à C8 et plus préférentiellement de C2 à C6.
Selon un cas plus particulier de l'invention, ledit acide hydroxy-12 stéarique (12- HSA) est présent et le taux des autres acides hydroxy stéariques, c'est-à-dire d'acide hydroxy-9 stéarique et/ou d'acide hydroxy-10 stéarique, varie de 10 à 99%, de préférence de 20 à 99%, plus préférentiellement de 30 à 99% en poids du composant b).
Plus particulièrement, dans ledit diamide de l'invention, ledit composant b) est un mélange d'acide hydroxy-9 stéarique et/ou d'acide hydroxy-10 stéarique et d'acide hydroxy-12 stéarique, avec un rapport molaire de 9-HSA et/ou 10-HSA sur 12-HSA allant de 10/90 à 99/1 , plus préférentiellement de 20/80 à 99/1 et plus particulièrement de 30/70 à 99/1.
Selon une autre option préférée, dans ledit diamide, l'acide hydroxy-12 stéarique est absent et il est remplacé totalement, c'est-à-dire à 100%, par l'acide hydroxy-9 stéarique et/ou l'acide hydroxy-10 stéarique. Le remplacement de 12-HSA, qu'il soit partiel ou total, est réalisé de préférence par un mélange de 9-HSA et de 10-HSA, tel qu'obtenu sans séparation particulière à partir de l'acide oléique après hydroxylation de l'acide oléïque, porteur d'une insaturation éthylénique en position 9, laquelle insaturation est saturée par ladite hydroxylation avec obtention dudit mélange en 9-HSA et 10-HSA. Ce mélange pourrait être considéré comme étant équimolaire.
Selon un cas particulier, ledit diamide porte 2 fonctions amides à base du même hydroxyacide b) ou à base de deux hydroxyacides b) différents.
Selon une autre option préférée de l'invention, ledit monoacide c) est présent à un taux tel que le rapport molaire dudit hydroxyacide b) sur ledit monoacide c) est de 1/2 à 4/1 . Plus particulièrement encore, ledit diamide de l'invention porte une fonction amide à base d'un hydroxyacide b) et une autre fonction à base dudit monoacide c), ce qui signifie que le rapport molaire b/c est de 1/1.
D'une manière générale, le rapport molaire amine/acide peut varier de 0,9 à 1 ,1 et de préférence correspond au rapport stœchiométrique de 1/1.
Selon une autre possibilité, ledit diamide selon l'invention comprend au moins 2, de préférence au moins 3 produits de réaction différents, tels que définis ci-haut. Ainsi, ledit diamide peut être un mélange binaire ou ternaire, quaternaire ou plus, de produits différents de réaction comme décrits ci-dessus. Selon un cas plus particulier, selon cette possibilité, ledit diamide de l'invention peut comprendre un mélange de produits comprenant des produits des formules suivantes :
b1 -a1 -d
b1 -a1 -b1
b1 -a1 -b2
et de préférence :
- b1 -a1 -d
b1 -a1 -b1
b1 -a1 -b2
b2-a1 -c1
b2-a1 -b2
avec a1 : résidu de diamine selon a), b1 : résidu de 9-HSA, b2 : résidu de 10-HSA et c1 : résidu de monoacide non hydroxylé selon monoacide c).
Comme exemple de diamines aliphatiques linéaires convenables et préférées pour le composant diamine a) dudit diamide, on peut citer : l'éthylène diamine, la propylène diamine, la butylène (ou tetraméthylène) diamine, la pentaméthylène diamine, l'hexaméthylène diamine et de préférence l'éthylène diamine ou l'hexaméthylène diamine.
Comme exemple de diamines cycloaliphatiques convenables toujours selon le composant a), on peut citer : la diamine-1 ,3, -1 ,4 et -1 ,2 et en particulier -1 ,3 ou -1 ,4 cyclohexane, l'isophorone diamine, la bis (aminométhyl)-l ,3, -1 ,4 ou -1 ,2 cyclohexane (dérivé de l'hydrogénation de respectivement m-, p-, o- xylylène diamine), de préférence la bis (aminométhyl)-l ,3 ou -1 ,4 cyclohexane, décahydronaphtalène diamine, le bis(3- méthyl, bis (amino-4 cyclohexyl) méthane (BMACM) ou bis (amino-4 cyclohexyl) méthane (BACM), 1 -{[4-(aminomethyl)cyclohexyl]oxy}propan-2-amine. Les diamines cycloaliphatiques préférées sont parmi : diamine-1 ,3, -1 ,4 cyclohexane, bis (aminométhyl)-l ,3, -1 ,4 ou -1 ,2 cyclohexane, isophorone diamine, bis (amino-4 cyclohexyl) méthane.
Comme exemple convenable et préféré de diamines aromatiques convenables en tant que composant a) dudit diamide, on peut citer : la m-, p-, o- xylylène diamine, en particulier m- et p-, la m-, p-, o- phénylène diamine, en particulier m- et p- xylylène diamine.
Comme exemple de monoacides c), on peut citer : l'acide hexanoïque, heptanoïque, octanoïque, nonanoïque, décanoïque, undécanoïque ou dodécanoïque (ou laurique) ou stéarique. Sont préférés : hexanoïque, octanoïque, nonanoïque, décanoïque.
Les hydroxyacides b) pouvant remplacer l'acide hydroxy-12 stéarique comme déjà précisé ci-haut sont : l'acide hydroxy-9 et/ou hydroxy-10 stéarique, ces deux derniers pouvant être surtout sous forme de mélange après hydroxylation de l'acide oléïque, lequel
porte une insaturation éthylénique en position 9, laquelle insaturation est saturée par l'hydroxylation.
Ledit diamide selon l'invention est utilisé de préférence sous forme de poudre micronisé et plus préférentiellement ayant une taille moyenne en volume inférieure à 50 μ, encore plus préférentiellement inférieure à 25 μ . Plus particulièrement, concernant la distribution, 90% de particules ont une taille inférieure à 20 μ. Ladite taille peut être déterminée par diffraction laser.
Le deuxième objet de l'invention concerne un additif, en particulier additif de rhéologie, lequel comprend au moins un diamide (c'est-à-dire un ou plusieurs) tel que défini selon l'invention ci-haut et lequel existe et est utilisé sous forme de pâte préactivée et préconcentrée dans un solvant organique, de préférence polaire et plus particulièrement ledit additif consiste d'un ou plusieurs diamides tels que définis ci-haut selon l'invention et d'un solvant organique, de préférence polaire, plus préférentiellement avec un taux en poids dudit ou desdits diamides allant de 15 à 45%.
Un autre objet de l'invention concerne l'utilisation du diamide de l'invention en tant qu'organogélateur dans un solvant organique, de préférence solvant organique polaire pour l'obtention d'un organogel, de préférence en tant qu'agent ou additif de rhéologie et plus préférentiellement dans une composition préconcentrée dans un solvant organique, de préférence solvant organique polaire, sous forme de pâte préactivée.
Le terme « solvant organique polaire » selon la description ci-haut, inclut dans sa définition ou est à interpréter comme signifiant « au moins un solvant organique polaire » ou « un mélange de solvants organiques comprenant au moins un solvant organique polaire ». Est considéré comme solvant organique polaire, un solvant comprenant au moins un groupement polaire, comme par exemple groupement alcool ou ester. Comme exemple de solvant organique polaire selon la première option d'interprétation, on peut citer un alcool tel que l'éthanol ou le butanol ou leur mélange et selon la deuxième option d'interprétation (mélange de solvants organiques comprenant au moins un solvant organique polaire) un mélange d'un tel alcool (éthanol ou butanol) avec un solvant non polaire comme par exemple le xylène.
Plus particulièrement ladite utilisation est dans des compositions de revêtements, en particulier peintures, vernis, encres, gel coats ou dans des compositions de colles ou d'adhésifs, de moulage, de mastics ou d'agents d'étanchéité ou d'agent décapant ou de cosmétique.
Est également couvert un organogélateur, de préférence agent ou additif de rhéologie, qui comprend au moins un diamide tel que défini ci-haut selon l'invention. Plus
particulièrement, ledit organogélateur est un agent ou additif de rhéologie, en particulier thixotrope, dans une composition préconcentrée dans un solvant organique, de préférence polaire sous forme de pâte préactivée. La préparation de telles pâtes préactivées préconcentrées peut se faire selon la description et exemples de WO 2008/0153924 en remplaçant le plastifiant décrit par un solvant organique, de préférence solvant organique polaire comme défini ci-haut.
Finalement, l'invention couvre une composition de liant organique, laquelle comprend en tant qu'agent de rhéologie au moins un diamide tel que défini selon la présente invention. Plus particulièrement, ledit liant organique est un liant pour compositions de revêtements parmi peintures, vernis, encres, gel coats ou un liant pour compositions de colles ou d'adhésifs ou un liant pour compositions de mastic ou d'agents d'étanchéité ou d'agent décapant ou pour des compositions de moulage ou enfin pour des compositions de cosmétique. De préférence, ledit liant est sélectionné parmi les résines époxy, vinyl esters, polyesters insaturés et saturés, alkydes, résines silanées, polyuréthanes, polyesters-amides, résines acryliques solvantées avec solvant non réactif, monomères et/ou oligomères acrylates multifonctionnels (MFA) ou résines acryliques acrylées avec diluant réactif ou élastomères chlorés ou non chlorés ou autres polymères chlorés.
Les compositions de moulage sont plus particulièrement des compositions de moulage pour composites, en particulier renforcés avec des fibres de renfort, telles que fibres de verre ou de carbone ou d'aramide ou pour pièces moulées, type SMC ou BMC ou stratifiées, types coques de bateaux ou panneaux de composites ou pièces moulées par coulée, avec application de la composition par projection au pistolet ou à la brosse ou au rouleau.
Ces additifs spécifiques permettent de modifier la viscosité des compositions de mastics, de colles, d'adhésifs, de revêtements, tels que les peintures, vernis, gel coats, encres ou de compositions de moulage ou de mastics ou d'agent d'étanchéité ou d'agent décapant ou de cosmétique.
Pour être utilisé comme additif organogélateur et plus particulièrement thixotrope dans une composition d'application telle que de revêtement comme peinture, vernis, gel coat, encre ou une composition de colle ou d'adhésif ou dans une composition d'agent d'étanchéité ou d'agent décapant ou des mastics ou une composition de moulage ou de cosmétique, ledit diamide a besoin d'être activé pour avoir son caractère thixotrope. Selon une première option préférée, ceci peut se faire indépendamment de la composition finale d'application, dans une composition préconcentrée dudit diamide dans un solvant
organique, de préférence solvant organique polaire, qui est de préférence liquide à l'ambiante et adapté au diamide et à l'application finale et préactivée sous forme de pâte préactivée, comme décrit dans la description et en particulier dans les exemples de WO 2008/0153924. Dans ce cas, cette composition préactivée de diamide est rajoutée dans la composition d'application finale sans besoin d'activation dans la mesure où ledit diamide est additionné déjà préactivé avec sa composition de pâte « préactivée », « préconcentrée» et adaptée pour l'application finale. Dans ce cas, l'utilisateur final qui est le formulateur, n'aura pas besoin d'activer sa formulation dans la mesure où ledit diamide préactivé ainsi additionné, confère ce caractère dès son mélange dans ladite composition finale d'application, sans besoin d'activation supplémentaire et permettant ainsi une productivité améliorée (réduction du temps de préparation qui devient ainsi plus pratique et simple).
A défaut de préactivation sous forme de pâte préactivée préconcentrée dans un milieu adapté (compatible) à l'application finale, l'activation dudit diamide peut être réalisée selon une deuxième option, in situ dans la composition d'application finale mais par l'utilisateur final. Le diamide de l'invention peut donc être préactivé sous forme de pâte préactivée et préconcentrée.
Cette activation requiert un cisaillement à haute vitesse et un chauffage correspondant avec des montées de température pouvant aller jusqu'à près de 120°C selon les produits, ainsi qu'une durée minimale nécessaire, dépendante des conditions de température et du système, pour développer des propriétés rhéologiques finales optimales. Ces additifs confèrent à la composition à laquelle ils sont incorporés un comportement thixotrope caractérisé par une rhéofluidification marquée, c'est-à-dire une réduction de la viscosité lorsque le cisaillement augmente, puis une reprise en viscosité dépendante du temps (équivalent à un effet d'hystérésis). Ainsi, ce type d'additifs apporte à la composition finale d'excellentes propriétés d'application qui se caractérisent par une forte viscosité au repos, une bonne stabilité de cette viscosité au stockage, une bonne anti-sédimentation, une facilité d'application et d'extrusion suivant l'application et une bonne résistance à la coulure une fois appliquée.
Un diamide d'acide gras de l'invention peut être obtenu par condensation entre au moins une diamine primaire selon a), un hydroxy acide carboxylique gras saturé selon b) et en option en présence d'un acide monocarboxylique selon c), éventuellement en présence d'une deuxième diamine primaire selon d). Le produit de réaction peut optionnellement être dilué dans de l'huile de ricin hydrogénée ou optionnellement dans l'huile oléique hydroxylée et, dans ce cas, à un taux variant de 10 à 100% en poids par
rapport au total diamide + huile (par exemple de ricin hydrogénée) et de préférence à un taux variant de 20 à 100% en poids. L'huile de ricin hydrogénée peut être utilisée pour adapter l'affinité du mélange final (diamide + huile de ricin hydrogénée) par rapport à la composition de la formulation finale en application.
Dans le cas de dilution dans l'huile de ricin hydrogénée, l'addition se fait à une température comprise entre 140 et 220°C. A la fin de l'addition, on obtient une masse solide qui est broyée sous forme de poudre.
Ledit diamide d'acide gras peut donc être utilisé sous forme de poudre ou de pâte préactivée comme décrit ci-haut.
Les exemples décrits ci-dessous en partie expérimentale sont présentés pour illustrer l'invention et ses performances et ne limitent en rien la portée revendiquée.
Partie Expérimentale I - Matières premières utilisées
Tableau 1 : Matières premières utilisées
Phosphate de zinc Pigment ZP 10 HEUCOPHOS
Talc Additif Finntalc M05 Mondo minerais
Silice charge HPF6 Sibelco n-Butanol Solvant n-Butanol Aldrich polyamide Durcisseur CRAYAMID"" 140 Arkema
Xylène solvant Xylène, reagent grade Aldrich
Acide 12-hydroxy Hydroxy acide
12-HSA J AYANT AGRO stéarique selon b)
II - Méthodes et tests utilisés
Les formulations sont évaluées avec deux tests : le test de résistance à l'écoulement et une évaluation de la viscosité à différentes vitesses.
Test de résistance à l'écoulement
Il s'effectue à l'aide d'un contrôleur de coulure (Levelling/Sagging Tester de Sheen Instruments®) qui permet d'établir la résistance d'un revêtement à la coulure due à la gravité. Fabriqué en inox et doté d'une lame droite, ce contrôleur comporte des encoches de valeur croissante.
Le test consiste à déposer différentes bandes parallèles de peinture d'épaisseurs différentes sur une bande de contraste grâce au contrôleur de coulure. La carte de contraste est immédiatement placée en position verticale, le film le plus fin en haut. L'épaisseur à laquelle les bandes se rejoignent indique la tendance à la coulure.
Evaluation de la viscosité
Elle s'effectue ici à l'aide d'un Brookfield® RV à 25°C (mobile : S 4). La vitesse du mobile est fixée à 50 rpm et l'on mesure la viscosité de chaque peinture après que la viscosité soit stabilisée. On répète l'opération pour une vitesse de 20 rpm, 10 rpm, 5 rpm, 1 rpm.
III - Préparation et caractérisation des organogélateurs, des additifs de rhéologie
A) Préparation d'un mélange d'acides hydroxy- 9 et hydroxy-10 stéarigues (9- HSA + 10-HSA)
La préparation est basée sur l'hydroxylation de la double liaison d'un acide gras (transposée ici à l'acide oléique) comme décrite dans « Addition of Formic acid to Oleifinic coumpounds » de HB Knights, R. E Koos and Daniel Swern, 2 Mai 1953.
D'autres méthodes peuvent être utilisées pour accéder aux acides gras monohydroxylés 9- et 10-HSA.
Méthode de préparation utilisée
Dans un ballon de 1 -Litre équipé d'un thermomètre, un Dean-Stark, un condensateur et d'un agitateur, on introduit sous une atmosphère d'azote, 319,1 grammes d'acide oléique, 677,6 grammes d'acide formique et 3,3 grammes d'acide perchlorique. Après 30 minutes à reflux, l'acide formique en excès est évaporé sous vide à 75 mbar et 65°C.
Le composé obtenu (102 grammes) est ensuite hydrolysé par une solution de soude 6N (100 grammes). Enfin, le produit est neutralisé par addition lente d'acide chlorhydrique fumant (64 grammes) dans 66 grammes d'eau.
La purification se fait par solubilisation du milieu réactionnel dans du toluène et par trois lavages successifs à l'aide d'une solution de NaCI 1 1 %. Le toluène est ensuite évaporé et le produit est recristallisé dans l'hexane. 27 grammes d'un mélange d'acides gras monohydroxylés 9- et -10 HSA sont ainsi obtenus.
B) Préparation de diamides selon l'invention et comparatifs
EXEMPLE 1 : Diamide A comparatif
Dans un ballon de 1 -Litre équipé d'un thermomètre, un Dean-Stark, un condensateur et d'un agitateur, on introduit dans une atmosphère d'azote, 49,96 grammes d'hexaméthylène diamine (soit 0,43 moles, 0,86 équivalent aminé), 244,65 grammes (0,86 moles, 0,86 équivalents) d'acide stéarique.
Le mélange est chauffé à 200°C toujours sous courant d'azote. L'eau éliminée commence à s'accumuler dans le Dean Stark dès 150°C. La réaction est contrôlée par l'indice d'acide et d'amine. Lorsque les valeurs d'acides et d'amines sont inférieures à 10 mg KOH/g, le mélange réactionnel est refroidi à 150°C, puis déchargé dans un moule siliconé. Une fois refroidi à la température ambiante, le produit est micronisé mécaniquement par broyage et tamisage pour obtenir une granulométrie fine et contrôlée avec taille moyenne obtenue de 7 μηη.
EXEMPLE 2 : Diamide B selon l'invention
Dans un ballon de 1 -Litre équipé d'un thermomètre, un Dean Stark, un condensateur et d'un agitateur, on introduit dans une atmosphère d'azote, 49,96 grammes d'hexaméthylène diamine (soit 0,43 moles, 0,86 équivalent aminé), 260,48 grammes de mélange d'acides hydroxy-9 et -10 stéariques (soit 0,86 moles, 0,86
équivalent acide) comme décrit ci haut. Le mélange est chauffé à 200°C toujours sous courant d'azote. L'eau éliminée s'accumule dans le Dean Stark dès 150°C. La réaction est contrôlée par l'indice d'acide et d'amine. Lorsque les valeurs d'acide et d'amine sont inférieures à 10 mg KOH/g, le mélange réactionnel est refroidi à 150°C, puis déchargé dans un moule siliconé. Une fois refroidi à la température ambiante, le produit est micronisé mécaniquement comme dans l'exemple 1 avec même taille moyenne.
EXEMPLES 3 et 4 : Diamide C comparatif (3) et diamide D selon l'invention (4)
Le même mode opératoire a été utilisé mais avec les composants de réaction suivants présentés dans le tableau ci-dessous :
Tableau 2 : Diamides C et D
EXEMPLES 5 et 6 : Diamide E comparatif (5) et diamide F selon l'invention (6)
Le même mode opératoire a été utilisé mais avec les composants de réaction suivants présentés dans le tableau ci-dessous :
Tableau 3 : Diamides E et F
Exemple Réactif Mole Equivalents
5 L'éthylène diamine 0,5 1
Diamide E Acide Hexanoïque 0,5 0,5 comparatif Acide 12- hydroxy- 0,5 0,5
stéarique
6 L'éthylène diamine 0,5 1
Diamide F selon Acide Hexanoïque 0,5 0,5
l'invention Acides 9- et 10- 0,25 0,25
hydroxy-stéariques
Acide 12 hydroxy- 0,25 0,25
stéarique
C) Propriété d'organogélateur pour diamides A et B
20 g de l'Exemple A-Comparatif préalablement broyé (taille moyenne en volume de 10 μ) et 80 g de xylène sont chargés dans une boite métallique à température ambiante. En utilisant un disperseur type Dispermat® CV muni d'une pâle de 4 cm de diamètre, les deux produits sont mélangés à une vitesse de 2000 tours/min (ou rpm) pendant 30 minutes à une température n'excédant pas 20°C par régulation de la température par circulation d'eau froide.
Activation : La boite est ensuite refermée soigneusement et introduite dans une étuve préalablement préchauffée à 65°C pendant 24 heures. Une fois refroidi et après 4 heures de repos, le mélange reste liquide.
Suivant la même procédure, l'Exemple B selon l'invention se présente, après l'étape d'activation et de refroidissement, sous forme de pâte permettant à une spatule de bois de rester à la verticale dans la pâte. Ce résultat illustre parfaitement la capacité du diamide de l'Exemple B selon l'invention à être un organogélateur.
IV - Evaluation des performances rhéologique dans une formulation de peinture
Formulations de peintures utilisées pour l'évaluation
1 - Préparation
Une formulation dite « millbase » est préparée avec les proportions du tableau 3 de la manière suivante :
Dans un bol de disperseur (Dispermill 2075 yellow line, fournisseur : Erichsen®) chauffé par un système de double enveloppe :
1 . Introduction des liants époxy ainsi que le dispersant et l'agent débullant. L'homogénéisation se fait après 2 minutes à 800 tours/minute.
2. Introduction des charges et pigments puis broyage à 3000 tours minute pendant 30 minutes à l'aide d'une pâle de 7 cm. Grâce au bol à double enveloppe, cette étape est refroidie avec un bain d'eau froide (20°C).
3. Introduction des solvants.
2 - Activation
24 heures après la préparation de la millbase (tableau 4), la formulation est de nouveau dispersée à 3000 tours par minute à l'aide d'une pâle de 4 cm. Les diamides C ou D sont introduits dans la millbase à une température d'activation donnée (variant de 40°C à 70°C) pendant 20 minutes à 3000 tours par minute.
Après l'ajout du durcisseur dilué (tableau 5) dans la millbase, les peintures sont ajustées avec un mélange xylène/butanol (1/1 ) à 0.4 Pa.s (mesuré sur le cône 4 à 25°C à 2500 s-1 à l'aide du Brookfield® CAP 1000). Les proportions entre le durcisseur et le mélange de solvants sont définies dans le tableau 4.
Après l'ajustement, la peinture est mélangée à 1500 tours par minute durant 2 minutes, puis laissée au repos pendant 30 minutes.
Tableau 4 : formulation « Millbase »
Tableau 5 : durcisseur
Composition du durcisseur % massique
CRAYAMID® 140 8,8
Xylène 1 1 ,9
TOTAL 20,7
3 - Evaluation de la rhéologie des formulations et résultats
Différentes formulations de peinture ont été réalisées suivant les proportions du tableau 3 et 4 et avec différentes températures d'activation allant de 40 à 70°C suivant le protocole énoncé plus haut.
Les résultats de résistance à la coulure et de rhéologie montrent que le diamide D à base de 9- et 10-HSA a un effet thixotropique sur la formulation une fois qu'elle est activée à 60 ou 70°C contrairement au diamide C qui est inactif quelle que soit la température (tableau 7). Par ailleurs, le diamide D permet d'avoir une bonne résistance à la coulure (tableau 6). En conséquence, le diamide D à base de 9- et 10-HSA présente les caractéristiques nécessaires d'un additif de rhéologie.
Tableau 6 : résultats de résistance à la coulure
Tableau 7 : résultats rhéologiques
Viscosité Brookfield à 25°C (mPa.s)
Essai Diamide
1 RPM 5 RPM 10 RPM 50 RPM 100 RPM
Exemple 3, 40°C C 2000 1 150 906 657 588
Exemple 3, 50°C C 1912 1002 858 642 580
Exemple 3, 60°C C 1970 1055 880 640 584
Exemple 3, 70°C c 1989 1 107 900 654 588
Exemple 4, 40°C D 2000 1 120 920 660 596
Exemple 4, 50°C D 2400 1280 1020 700 630
Exemple 4, 60°C D 9600 3400 2300 1092 862
Exemple 4, 70°C D 1 1800 4000 2640 1 196 922
V - Evaluation des performances rhéologiques des diamides E (comparatif) et F (selon l'invention) dans une formulation de peinture
Formulations de peintures utilisées pour l'évaluation : préparation et activation et évaluation, comme décrit pour amides C et D au point IV) avec mêmes formulations utilisées et testées sauf avec une activation à 60°C seulement.
Résultats d'évaluation de la rhéologie des formulations
Les résultats de résistance à la coulure et de rhéologie montrent que le diamide F, à base de 9-HSA et 10-HSA et de 12 -HSA, a un effet thixotropique sur la formulation une fois qu'elle est activée à 60°C comme le diamide E à base de 12-HSA (voir tableau 9). Par ailleurs, le diamide F permet d'avoir une bonne résistance à la coulure (tableau 8). En conséquence, le diamide E à base de 9- et 10-HSA présente les caractéristiques nécessaires et satisfaisantes d'un additif de rhéologie.
Tableau 8 : résultats de résistance à la coulure pour diamides E et F
Tableau 9 : résultats rhéologiques
Viscosité Brookfield à 25°C (mPa.s)
Essai Diamide
1 RPM 5 RPM 10 RPM 50 RPM 100 RPM
Exemple 5, 60°C E 22200 6760 4300 1804 1308
Exemple 6, 60°C F 18800 8840 3720 1604 1 186
Claims
1 . Diamide d'acide gras, caractérisé en ce qu'il comprend au moins un produit de réaction d'un mélange comprenant ou consistant à :
a) au moins une diamine sélectionnée parmi :
■ une diamine aliphatique linéaire en C2 à Ci2, de préférence C2 à C8 et plus préférentiellement C2 à C6, et/ou
■ une diamine cycloaliphatique en C6 à Ci8, de préférence C6 à Ci2, et/ou
■ une diamine aromatique de préférence en C6 à Ci2, plus préférentiellement la xylylène diamine et/ou phénylène diamine,
b) au moins un hydroxyacide carboxylique gras saturé sélectionné parmi l'acide hydroxy-9 stéarique et/ou l'acide hydroxy-10 stéarique, en présence ou en l'absence d'acide hydroxy-12 stéarique,
c) en option, au moins un monoacide sélectionné parmi les acides carboxyliques linéaires saturés et non hydroxylés en C6 à Ci8, de préférence de C6 à Ci5, plus préférentiellement de C6 à Ci2
d) en option, au moins une deuxième diamine différente de a) et sélectionnée parmi les aminés aliphatiques linéaires en C2 à Ci2, de préférence C2 à C8 et plus préférentiellement C2 à C6.
2. Diamide d'acide gras selon la revendication 1 , caractérisé en ce que ledit acide hydroxy-12 stéarique est présent et en ce que le taux des autres acides hydroxy stéariques, c'est-à-dire de l'acide hydroxy-9 stéarique et/ou de l'acide hydroxy-10 stéarique, varie de 10 à 99%, de préférence de 20 à 99%, plus préférentiellement de 30 à 99% en poids du composant b).
3. Diamide d'acide gras selon la revendication 1 , caractérisé en ce que ledit acide hydroxy-12 stéarique est absent et qu'il est remplacé totalement, c'est-à-dire à 100%, par l'acide hydroxy-9 stéarique et/ou l'acide hydroxy-10 stéarique.
4. Diamide selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que ledit diamide porte 2 fonctions amides à base du même hydroxyacide b) ou à base de deux hydroxyacides b) différents.
5. Diamide selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que ledit monoacide c) est présent à un taux tel que le rapport molaire b/c dudit hydroxyacide b) sur ledit monoacide c) est de 1/2 à 4/1.
6. Diamide selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce qu'il porte une fonction amide à base d'un hydroxyacide b) et une autre fonction amide à base dudit monoacide c) avec un rapport molaire b/c de 1/1.
7. Diamide selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce qu'il comprend au moins 2, de préférence au moins 3 produits différents de réaction, tels que définis selon l'une desdites revendications 1 à 6.
8. Diamide selon la revendication 7, caractérisé en ce qu'il comprend un mélange de produits comprenant les produits de formules suivantes :
b1 -a1 -c1
b1 -a1 -b1
b1 -a1 -b2
et de préférence :
- b1 -a1 -c1
b1 -a1 -b1
b1 -a1 -b2
b2-a1 -d
b2-a1 -b2
avec a1 : résidu de diamine selon a), b1 : résidu de l'acide hydroxy-9 stéarique, b2 : résidu de l'acide hydroxy-10 stéarique et d : résidu de monoacide non hydroxylé selon monoacide c).
9. Diamide selon l'une des revendications 1 à 8, caractérisé en ce qu'il est sous forme de poudre micronisée et de préférence ayant une taille moyenne en volume inférieure à 50 μ, plus préférentiellement inférieure à 25 μ.
10. Additif, en particulier additif de rhéologie, comprenant au moins un diamide tel que défini selon l'une des revendications 1 à 9, caractérisé en ce qu'il existe et est utilisé sous forme de pâte préactivée et préconcentrée dans un solvant organique, de préférence polaire, plus particulièrement ledit additif consistant d'un ou plusieurs diamides tels que définis selon l'une des revendications 1 à 9 et d'un solvant organique, de préférence polaire, plus préférentiellement avec un taux en poids dudit ou desdits diamide(s) allant de 15 à 45%.
1 1 . Utilisation du diamide tel que défini selon l'une des revendications 1 à 9, caractérisée en ce qu'il est utilisé en tant qu'organogélateur dans un solvant organique, de préférence solvant organique polaire, pour l'obtention d'un organogel, de préférence en tant qu'agent ou additif de rhéologie et plus préférentiellement dans une composition préconcentrée dans un solvant organique, de préférence solvant organique polaire, sous forme de pâte préactivée.
12. Utilisation selon la revendication 1 1 , caractérisée en ce que ledit diamide est utilisé dans des compositions de revêtements, en particulier peintures, vernis, encres, gel coats
ou dans des compositions de colles ou d'adhésifs, de moulage, de mastics ou d'agents d'étanchéité ou d'agent décapant ou de cosmétique.
13. Organogélateur, de préférence agent ou additif de rhéologie, caractérisé en ce qu'il comprend au moins un diamide tel que défini selon l'une des revendications 1 à 9.
14. Organogélateur selon la revendication 13, caractérisé en ce qu'il s'agit d'un agent ou d'additif de rhéologie, en particulier thixotrope dans une composition préconcentrée dans un solvant organique, de préférence polaire, sous forme de pâte préactivée.
15. Composition de liant organique, caractérisée en ce qu'elle comprend en tant qu'agent de rhéologie au moins un diamide tel que défini selon l'une des revendications 1 à 9 ou un additif tel que défini selon la revendication 10.
16. Composition de liant organique selon la revendication 15, caractérisée en ce que ledit liant organique est un liant pour compositions de revêtements parmi peintures, vernis, encres, gel coats ou un liant pour compositions de colles ou d'adhésifs ou un liant pour compositions de mastic ou d'agents d'étanchéité ou d'agent décapant ou pour des compositions de moulage ou pour des compositions de cosmétique.
17. Composition selon la revendication 15 ou 16, caractérisée en ce que ledit liant est sélectionné parmi : résines époxy, polyesters insaturés et saturés, vinyl esters, alkydes, résines silanées, polyuréthanes, polyesters-amides, résines acryliques solvantées avec solvant non réactif, monomères et/ou oligomères acryliques multifonctionnels ou résines acryliques acrylées avec diluant réactif ou élastomères chlorés ou non chlorés ou autres polymères chlorés.
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